本发明专利技术公开了一种新型陶瓷刀具材料及其制备方法。该陶瓷刀具材料含有Al2O3、WC、TiC及稀土添加剂。该陶瓷刀具材料的制备方法包括：步骤1：将Al2O3粉末、WC粉末、TiC粉末混合，得到原料混合物；步骤2：向所述原料混合物中添加稀土添加剂；步骤3：以无水乙醇为介质，将混合有稀土添加剂的原料混合物经湿式球磨100h，得到料浆；步骤4：将上述料浆经真空干燥并在氮气流中过筛，得到粉料；步骤5：将粉料热压成型。该陶瓷刀具材料所制备的陶瓷刀具具有抗弯强度高、断裂韧性大、硬度高、耐磨性能好等明显优势。该方法工艺简单，生产效率高，适合大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷刀具
，具体涉及。
技术介绍
Al2O3系陶瓷刀具材料以其优异的物理力学性能和切削性能，在金属切削特别是难加工材料加工领域得到了日益广泛的应用。但是，由于陶瓷刀具材料自身固有的脆性，致使其强度和韧性较低，这在一定程度上限制了它的进一步扩大应用。目前，众多学者围绕其补强增韧问题作了大量研究，并已取得较大进展。对于颗粒增强Al2O3系陶瓷刀具材料，以TiC, TiN, TiB2、SiC以及WC等硬质材料为增强相，通过各种增韧机制如裂纹偏转、裂纹分支、裂纹桥联、微裂纹及其协同作用等，使其力学性能得到较大改善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗弯强度高、断裂韧性大，硬度高，耐磨性能好，抗破损性能强的Al2O3系陶瓷刀具材料，该陶瓷刀具材料生产的陶瓷刀具切割更锋利，切口更整齐，用于切削加工生产，能够极大的提高切削速度，并提高抗破损性能约17% 21%。本专利技术的另一目的在于，提供一种陶瓷刀具材料的制备方法，以制作具有所述优势的陶瓷刀具，该方法制作工艺简单，生产效率高，可大规模生产。为实现上述目的，本专利技术提供的陶瓷刀具材料组成成分包含Al2O3粉末、WC粉末、TiC粉末及稀土添加剂。所述Al2O3粉末的直径可为O. 8 μ m ；WC粉末的直径可为I. 5 μ m ；TiC粉末的直径可为L 5 μ m。在上述本专利技术的配方中，稀土添加剂可为含钇稀土添加剂，其重量可占所述陶瓷刀具材料总重量的O. I % 1.0%。本专利技术提供的陶瓷刀具材料制备方法包括步骤I :将Al2O3粉末、WC粉末、TiC粉末混合，得到原料混合物；步骤2 向所述原料混合物中添加稀土添加剂；步骤3 :以无水乙醇为介质，将混合有稀土添加剂的原料混合物经湿式球磨100小时，得到料浆；步骤4 :将所述料浆经真空干燥并在氮气流中过筛，得到粉料；步骤5 :将所述粉料热压成型。在上述陶瓷刀具材料制备方法中，步骤I所述Al2O3粉末、WC粉末、TiC粉末的直径可分别为 O. 8 μ m、I. 5 μ m、I. 5 μ m。所述稀土添加剂可为含钇稀土添加剂，其重量可占所述原料混合物总重量的O.1% I. 0%。本专利技术所提供的陶瓷刀具材料的抗弯强度和断裂韧性分别高达853MPa和6. 03MPam1/2，其抗弯强度和断裂韧性明显提高，相应地，其抗破碎性能也更强。具体实施例方式为进一步本专利技术所采取的技术手段及其效果，以下结合本专利技术的优选实施例进行详细描述。实施例I :选择直径为O. 8μπι Al2O3粉末、直径为I. 5μπι WC粉末、直径为I. 5 μ mTiC粉末作为原料混合配料，并向混合原料中添加重量百分比O. 4%的含钇稀土添加剂；以无水乙醇为介质，将添加了稀土添加剂的混合物经湿式球磨100小时，得到料浆；料浆经真空干燥并在氮气流中过筛，得到粉料；再将粉料热压烧结成型。采用3点弯曲法、压痕法分别测定其抗弯强度、断裂韧性，并通过洛氏硬度计Hv-120测量材料的硬度，测出其力学性能如下抗弯强度和断裂韧性分别高达853MPa和6. 03MPam1/2，材料硬度为 19. IGPa0切削试验在CA6140机床上进行，工件材料为淬硬45钢，硬度44 46HRC。其中，断续切削试验采用专门夹具，切削时间比约为O. 15。所用刀具为上述材料制作的陶瓷刀具及未采用本专利技术陶瓷刀具材料制作的普通陶瓷刀具，刀具几何角度为CO = -5b，AO = 5b，KS = -5b, Jr = 75b, bCliCOl = 0. 2mmi(-20b), rE = 0. 3mm(连续切削)，rE = 0. 6mm(断续切削)，采用干式切削。试验结果表明，采用本专利技术陶瓷刀具材料制作的陶瓷刀具与未采用本专利技术陶瓷刀具材料制作的普通陶瓷刀具相比抗破碎性能提高19%。实施例2 选择直径为O. 9μπι Al2O3粉末、直径为1.4μπι WC粉末、直径为1.5ymTiC粉末作为原料混合配料，并向混合原料中添加重量百分比O. 6%的含钇稀土添加剂；以无水乙醇为介质，将添加了稀土添加剂的混合物经湿式球磨100小时，得到料浆；料浆经真空干燥并在氮气流中过筛，得到粉料；再将粉料热压烧结成型。采用3点弯曲法、压痕法分别测定其抗弯强度、断裂韧性，并通过洛氏硬度计Hv-120测量材料的硬度，测出其力学性能如下抗弯强度和断裂韧性分别高达850MPa和6. 04MPam1/2，材料硬度为 19. 2GPa。切削试验在CA6140机床上进行，工件材料为淬硬45钢，硬度44 46HRC。其中，断续切削试验采用专门夹具，切削时间比约为O. 15。所用刀具为上述材料制作的陶瓷刀具及未采用本专利技术陶瓷刀具材料制作的普通陶瓷刀具，刀具几何角度为CO = -5b，AO = 5b，KS = -5b, Jr = 75b, bCliCOl = 0. 2mmi(-20b), rE = 0. 3mm(连续切削)，rE = 0. 6mm(断续切削)，采用干式切削。试验结果表明，采用本专利技术陶瓷刀具材料制作的陶瓷刀具与未采用本专利技术陶瓷刀具材料制作的普通陶瓷刀具相比抗破碎性能提高18%。实施例3 选择直径为O. 9 μ m Al2O3粉末、直径为I. 6 μ m WC粉末、直径为I. 7 μ mTiC粉末作为原料混合配料，并向混合原料中添加重量百分比1.0%的含钇稀土添加剂；以无水乙醇为介质，将添加了稀土添加剂的混合物经湿式球磨100小时，得到料浆；料浆经真空干燥并在氮气流中过筛，得到粉料；再将粉料热压烧结成型。采用3点弯曲法、压痕法分别测定其抗弯强度、断裂韧性，并通过洛氏硬度计Hv-120测量材料的硬度，测出其力学性能如下抗弯强度和断裂韧性分别高达851MPa和6. 05MPam1/2，材料硬度为 19. IGPa0 切削试验在CA6140机床上进行，工件材料为淬硬45钢，硬度44 46HRC。其中， 断续切削试验采用专门夹具，切削时间比约为O. 15。所用刀具为上述材料制作的陶瓷刀具及未采用本专利技术陶瓷刀具材料制作的普通陶瓷刀具，刀具几何角度为CO = -5b，AO = 5b，KS = -5b, Jr = 75b, bCliCOl = 0. 2mmi(-20b), rE = 0. 3mm(连续切削)，rE = 0. 6mm(断续切削)，采用干式切削。试验结果表明，采用本专利技术陶瓷刀具材料制作的陶瓷刀具与未采用本专利技术陶瓷刀具材料制作的普通陶瓷刀具相比抗破碎性能提高20%。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种陶瓷刀具材料，其组成成分包括Al2O3粉末、WC粉末和TiC粉末，其特征在于，所述陶瓷刀具材料还包括稀土添加剂。2.根据权利要求I所述的陶瓷刀具材料，其特征在于所述稀土添加剂为含钇稀土添加剂。3.根据权利要求I所述的陶瓷刀具材料，其特征在于所述含钇稀土添加剂占刀具材料总重量的O. 1% I. 0%。4.根据权利要求2所述的陶瓷刀具材料，其特征在于所述Al2O3粉末的直径为O.8 μ m。5.根据权利要求4所述的陶瓷刀具材料，其特征在于所述WC粉末和TiC粉末的直径为L 5 μ m06.一种陶瓷刀具材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤 步骤I :将Al2O3粉末、WC粉末和TiC粉末混合，得到原料混合物 步骤2 :向所...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾维松，
申请(专利权)人：成都鑫三洋科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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